剪力墻抗震結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

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1、剪力墻抗震結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計【摘要】：本文就剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)造布置要求以及抗側(cè)力設(shè)計和建筑外形設(shè)計的布置要求的基礎(chǔ)上提出基于抗震結(jié)構(gòu)優(yōu)化的一些措施?！娟P(guān)鍵詞】：剪力墻抗震結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中圖分類號：TU398+.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：一、剪力墻設(shè)計結(jié)構(gòu)布置要求1、剪力墻結(jié)構(gòu)的分布鋼筋剪力墻分布鋼筋的作用有：抗剪、抗彎、減少收縮裂縫等。若分布筋過少，抗震墻會由于縱向鋼筋拉斷而破壞。具體規(guī)定為：(1)剪力墻厚度大于140mm時，豎向和橫向分布鋼筋應(yīng)雙排布置；雙排分布鋼筋間拉筋的間距不應(yīng)大于600mm，直徑不應(yīng)小于6mm；在底部加強(qiáng)部位，邊緣構(gòu)件以外的拉筋間距應(yīng)適當(dāng)加密。(2)一、二、三級剪力墻的豎向和橫

2、向分布鋼筋最小配筋率均不應(yīng)小于0.25%，四級抗震墻不應(yīng)小于0.20%；鋼筋間距不應(yīng)大于300mm，直徑不應(yīng)小于8mm。(3)部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的剪力墻底部加強(qiáng)部位，豎向及橫向分布鋼筋的最小配筋率均不應(yīng)小于0.3%，鋼筋間距不應(yīng)大于200mm。6(4)剪力墻豎向、橫向分布鋼筋的直徑不宜大于墻厚的1/10。2、剪力墻的軸壓比限值影響壓彎構(gòu)件的延性或屈服后變形能力的因素有：截面尺寸、混凝土強(qiáng)度等級、縱向配筋、軸壓比、箍筋量等，其主要因素是軸壓比和配箍特征值。剪力墻墻肢的試驗研究也表明，軸壓比超過一定值，很難成為延性剪力墻?！犊拐鹨?guī)范》規(guī)定的軸壓比限值，9度一級墻最嚴(yán)，限值為0.4；8度一級墻次

3、之，限值為0.5；二級墻的限值為0.6。當(dāng)抗震墻的墻肢長度小于墻厚的3倍時，應(yīng)按柱的要求進(jìn)行設(shè)計，箍筋應(yīng)沿全高加密。3、剪力墻構(gòu)造邊緣構(gòu)件的構(gòu)造要求(1)剪力墻的構(gòu)造邊緣構(gòu)件范圍，矩形端取墻厚與400mm的較大者，有翼墻時為翼墻厚300mm，有端柱時為端柱。(2)剪力墻構(gòu)造邊緣構(gòu)件的配筋區(qū)分底部加強(qiáng)部位和其他部位，除應(yīng)滿足受彎承載力要求外。底部加強(qiáng)部位的構(gòu)造邊緣構(gòu)件采用箍筋，其他部位采用拉筋，其拉筋水平間距不應(yīng)大于縱向間距的2倍，轉(zhuǎn)角處宜采用箍筋。當(dāng)抗震墻的構(gòu)造邊緣構(gòu)件的端柱承受集中荷載時，其端柱的縱向鋼筋、箍筋直徑和間距應(yīng)滿足柱的相應(yīng)要求。4、連梁6連梁是對剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能影響比較大的

4、構(gòu)件，采用斜交叉配筋方式，可以大大改善連梁的延性。但由于其配筋要求較高，構(gòu)造復(fù)雜，《抗震規(guī)范》規(guī)定：一、二級剪力墻底部加強(qiáng)部位跨高比不大于2且墻厚不小于200mm的連梁，除普通箍筋外宜另設(shè)斜交叉構(gòu)造配筋。一般連梁的跨高比較小，容易出現(xiàn)剪切斜裂縫，為了防止斜裂縫出現(xiàn)后的脆性破壞，除加大其箍筋配置外，還規(guī)定了頂層連梁的縱向鋼筋錨固長度范圍內(nèi)應(yīng)設(shè)置箍筋，其箍筋間距可采用150mm，箍筋直徑應(yīng)與連梁的箍筋直徑相同。二、基于剪力墻抗側(cè)力結(jié)構(gòu)與布置高層鋼筋混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻為第一道防線的主要抗側(cè)力構(gòu)件。為了提高其變形和耗能能力，對框架—剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻墻厚、墻體最小配筋率和端柱設(shè)計等

5、做出了較嚴(yán)格的規(guī)定：剪力墻的厚度不應(yīng)小于160mm且不應(yīng)小于層高的1/20，底部加強(qiáng)部位的剪力墻厚度不應(yīng)小于200mm且不應(yīng)小于層高的1/16。剪力墻的周邊應(yīng)設(shè)置梁(或暗梁)和端柱組成的邊框。端柱截面宜與同層框架柱相同，并應(yīng)符合有關(guān)框架構(gòu)造配筋規(guī)定；剪力墻底部加強(qiáng)部位的端柱和緊靠抗震墻洞口的端柱宜按柱箍筋加密區(qū)的要求沿全高加密箍筋。剪力墻的橫向和豎向分布鋼筋，配筋率均不應(yīng)小于0.25%，并應(yīng)雙排布置，拉筋間距不應(yīng)大于600mm，直徑不應(yīng)6小于6mm?？蚣堋袅Y(jié)構(gòu)的其他抗震構(gòu)造措施，應(yīng)符合對框架及剪力墻的有關(guān)要求。剪力墻結(jié)構(gòu)由于自重大，剛度大，使其基本周期短、地震慣性力較大，因此，高度很

6、大的剪力墻結(jié)構(gòu)并不經(jīng)濟(jì)。剪力墻是平面構(gòu)件，在其自身平面內(nèi)有較大的承載力和剛度，平面外的承載力和剛度小，結(jié)構(gòu)設(shè)計時一般不考慮剪力墻平面外承載力和剛度?？拐鹪O(shè)計的剪力墻結(jié)構(gòu)，應(yīng)力求使兩個方向的剛度接近?？蚣芤患袅Y(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵是剪力墻的數(shù)量和布置。在一榀很長的框架中（為縱向），剪力墻不宜集中布置在該榀框架的兩盡端，以避免在溫度變化、結(jié)構(gòu)漲縮時由于兩端的約束作用而造成樓蓋梁板開裂。剪力墻的間距不宜過大。要限制剪力墻的間距，不要超過表2-1所列的值。表2-1剪力墻間距(m)(取較小值)三、基于剪力墻結(jié)構(gòu)建筑體形的抗震優(yōu)化設(shè)計高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計，除了要合理選擇結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系外，要特別重視建筑體形和

7、結(jié)構(gòu)總體布置。建筑體形是指建筑的平面和立面；結(jié)構(gòu)總體布置是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面布置和豎向布置。建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置對結(jié)構(gòu)的抗震性能具有決定性的作用。1、震害及抗震概念設(shè)計6結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計有許多不確定因素（地震特性、結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)等），進(jìn)行精確的抗震計算是非常困難的。結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計除了進(jìn)行細(xì)致的計算外，要特別注重結(jié)構(gòu)概念設(shè)計。概念設(shè)計是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，結(jié)構(gòu)工程師運用“概念”進(jìn)行分析，做出判斷，并采取相應(yīng)措施。根據(jù)概念設(shè)計，抗震房屋的